建筑電氣智能應急照明系統設計和應用

黃達

（基準方中建筑設計股份有限公司太原分公司，山西太原 030000）

0 引言

隨著科技的進一步發展，智能技術在建筑領域得到了廣泛的應用，從設計到施工，還包含了許多科技元素。面對眾多高層民用建筑，安全威脅越來越明顯。應急照明作為消防安全的關鍵要素，在人民群眾生命財產安全方面引起了廣大群眾的關注。本文針對土木工程中電氣智能應急照明系統進行深入研究，分析了智能應急照明在實際工作中的應用及具體設計方案。隨著我國建筑智能化應用的發展，建筑工程各個領域，特別是代表智能應急照明系統的消防安全領域出現了新的變化和突破，不僅可以提供更有效的安全功能，而且有利于國內消防領域的快速增長，是建筑物消防安全研究的重要課題。

1 電氣智能建筑照明系統設計理念

作為電氣智能照明系統的設計者，首先需要明確智能照明系統的最初設計目標，特別是改變設計，摒棄傳統設計過程中照明系統獨特的功能設計，借助應急照明信息系統，對電氣系統建設實施整體控制，科學實踐智能照明理念，堅持務實、高效、求實的原則，減少不必要的連接和過程，實踐最佳路徑設計，結合現代國際先進的智能消防救援策略系統，既體現了智能照明系統的高效設計，又體現了應急照明系統的必要防護功能；二是智能設計理念要體現對突發事件的實際理解和認識，以及對極端環境的科學判斷能力，幫助受困群眾在最短時間內迅速獲救；最后通過大數據技術、人工智能應用、預警系統等相關技術，實現了照明系統的高效設計，保證了多功能建筑的安全可靠[1]。

2 智能應急照明系統設計分析

2.1 應急照明系統組成分析

應急照明系統可分為感應系統、數據傳輸系統和信息處理平臺。感應系統可分為溫度探測器、煙霧探測器等；數據傳輸系統包括通信接口、通信線路、電源線、電池等。信息處理平臺分為控制節點、控制模塊等。

2.2 應急照明系統的工作原理

消防區段一旦發生火災，區段探測器可通過數據傳輸系統向消防控制平臺傳輸火災信號，智能應急照明系統可通過預裝系統自動照明。在此期間，為避免發生電氣爆炸的危險，必須及時關閉原有電路。疏散燈亮起時，應向被疏散人員發出指示，以沿疏散路線指向最近安全出口的形式確定疏散方向，以便被疏散人員從火災中迅速撤離[2]。

2.3 應急照明系統的逃生邏輯

應急照明系統必須與火災及自動報警系統相關聯，以確保準確的火災報警區域。同時，火災報警區域內所有應急照明信號均應按規定救援路徑引導，協調消防工作。在此期間，智能系統在評估該區是否發生火警時，必須遵循一個探測器不發出火警警告及超過兩個探測器發出火警警告的方法，以避免出現錯誤的提醒。在此期間，為避免探測器出現故障等問題，應在防火部分放置額外的手動報警按鈕，以便及時將信號傳送至防火平臺。在這段時間內，不應以人手報警模式作為火警的根據，因為在火警發生時，員工通常不會選擇按下火警點附近的警報器，所以在人手報警時，主管應擴大可能發生火警的范圍。第二，在防火地段發生火警時，應急照明系統的電纜須采取防火措施，避免因火警而導致線路中斷，令照明系統效率低下，導致在疏散人群時造成混亂。最后，為避免因火災煙幕等使被疏散人員無法找到疏散方向的情況，在疏散及安全出口附近應設置聲音信號，以便被疏散人員在短時間內找到疏散及安全出口，避免失去最佳的疏散撤離時間[3]。

2.4 應急照明系統的設計特點

總體而言，智能應急照明系統主機為PC，應急燈為單片智能終端控制。通過總線可以執行多個通信控制和檢查功能。同一總線系統可連接不同類型的燈具終端，可編程可在相應的虛擬分區中打開和關閉應急照明，并進行功能和應急測試。由于虛擬分區的技術支持，設計和工程管理非常方便。同時，合理的應急照明系統可以可靠的與建筑物內的樓宇管理系統兼容，方便設備的日常管理。該系統引入了雙向壁掛式LED燈，高水平的輸出聲音和低水平的漫射照明，將現有疏散指示照明的LED燈功率放大到5W，地面照明從傳統的單純依靠應急照明，轉變到同時使用疏散指示照明作為輔助應急照明，從而提高了疏散通道應急照明的作用，減少了人們在煙霧中的恐慌情緒，逐步使被疏散人員安全高效的撤離火災現場。此外，該系統的日常維護避免了因產品故障和燈位不合理導致的駕駛沖突。該系統可全天24h不間斷檢查設備，確保整個系統處于最佳狀態，火災時不會出現任何緊急情況[4]。圖1為應急照明燈和疏散指示照明燈。

圖1 應急照明燈和疏散指示照明燈

3 智能照明系統的應用功能

3.1 智能應急照明系統快速報警功能

現代智能應急照明系統不僅增加了許多應用功能，而且有助于處在危險環境的人員在緊急情況下實現有效的自我保護。近年來，應急照明系統的能力有了很大提高：依托應急照明作為支點，進行了多種產品創新和開發，在一系列實踐過程中引起了社會的高度重視。例如，在廣州的一幢建筑物內進行了早期火警演習。智能照明系統采用紅外熱感應快速報警系統，智能照明系統與其相聯動，通過無線網絡連接器覆蓋整個建筑區域。在監測點高于正常溫度的情況下，預警裝置中的閾值不斷檢測相應的監測點。超過閾值時，預警裝置可以將熱信息發出警報并傳輸到報警控制中心。當兩個或兩個以上的快速報警裝置發現熱源高于安裝系統的設定值時，啟動智能照明系統，進行快速報警，并結合建筑快速火災報警裝置發出緊急警報。智能照明系統中的快速報警功能與傳統的預警裝置系統有效結合，既避免了單一路由覆蓋不全的問題，又為照明系統提供了應急通信，實現了有效的應急預警[5]。

3.2 智能應急照明系統的疏散功能

智能應急照明系統的疏散是對傳統照明疏散功能的升級改造。一方面，借助光源疏散指示燈照明，樓宇關閉后可與內置或備用電源結合，不但可作為分散警告，亦可避免傳統電路停電而出現的問題。另一方面，智能應急照明系統具有防煙防塵效果，一旦發生火災，可發出燈光報警，幫助被困人員逃離火災現場。此外，在高樓大廈內，智能緊急照明系統具有疏散功能，可協助受困人士逃至消防通道，利于救援人員進行有效的救援行動。因此，現代智能應急照明系統不僅具有正常的照明功能，而且通過大數據、人工智能、5G網絡等相關技術，通過對救援線路進行有效的分析，提供了最優的疏散方案。一旦發生火災，大多數人更習慣使用光源。因此，應急照明系統借助智能疏散指示燈的功能，可以提出最佳火災救援策略。

3.3 避免智能應急照明系統危險的駕駛功能

與應急照明系統的疏散功能不同，安裝駕駛功能可以幫助超高層建筑中的受困人員擺脫建筑物的危險場所，從而完成相應的保護功能。一方面，超高層的防火是建筑防火領域的一項艱巨任務。因此，通過合理的應急照明系統，可以幫助受影響的人迅速避免風險，減少人員傷亡，并為后續消防工作提供必要的時間。另一方面，不同級別的受影響人士會設置不同的駕駛模式，以避免危險，并借助合理的光源，協助受影響人士在最短時間內進入預設的安全區[6]。

4 傳統應急照明系統存在的問題

傳統的應急照明系統可分為兩種形式：集中電源及燈具自帶蓄電池。在實際應用過程中，由于照明系統電纜自成獨立的系統，無法聯動火災及自動報警系統，一旦發生火災，很容易影響逃生人員的疏散。此外，根據以往的調查顯示，疏散燈的日常保養及更改已顯著放緩，因此在某些情況下，火災信號已發出，緊急指示燈因故障而不能及時作出反應，這就會導致處在危險環境的人員產生混亂，嚴重影響消防疏散的進度。

5 智能消防應急照明系統設計內容

5.1 智能應急照明系統的硬件組成

作為智能應急照明系統的設計者，有必要結合現代公共應急照明設施的發展趨勢，開發智能應急照明系統。首先，必須保證系統中燈具的設備參數符合我國應急照明系統的要求。照明光源、集中電源、備用電源、單片機電源等相關設備必須符合相關規范的要求。特別是燈具照明強度不僅要保證應急救援工作的正常開展，還要滿足長時間照明的需要，幫助受災群眾迅速獲救；其次，智能應急照明系統還可以選擇安全快速報警單元，代替快速火災報警、快速氣體報警、快速煙霧報警等。既可以集成各種快速應急報警功能，又可與應急照明系統相結合，實現各種消防系統的有效應用；最后，通過無線網絡發射機、路由器、5G網絡基站等手段，實現了各種快速應急報警功能的無線聯網，迅速發出自然災害警報。相關基礎設施的建立將有助于智能應急照明與大廈管理中心的信號保持聯系。配合大廈不同地區的監察儀器，可有效地轉換多個情景，不但可發出火警等災害及意外的警報，亦可應付恐怖襲擊、盜竊等一系列危險事件。智能照明系統可以將圖像系統和人工智能系統結合起來，為受困人員提供快速逃生的機會。例如，2008年發生在印度孟買的恐怖襲擊事件，再次展示了應急照明系統的有效性和可靠性。隨著我國建設應急多功能體系的發展，保障建筑物安全成為首要任務之一。同時，它可以逐步提高應急系統的效率，特別是在安全領域的效率[7]。

5.2 智能應急照明系統的軟件系統

作為電氣智能化領域的智能應急照明系統，有必要結合相應的軟件體系，進一步開發相應的智能應用領域。一方面，應用軟件通過大數據處理、人工智能和5G技術，成為消防系統及應急照明系統實現智能化管理和監控的重要平臺。同時，可以在軟件數據中心及時解決建筑物中出現的問題。例如，如發現樓宇某區的緊急照明出現故障，可直接提醒有關人員在有關地區進行檢查和維修。通過數據中心的有效管理和排序，可以提前、高效、及時地解決應急照明問題，確保受影響居民在建筑物內的安全，減少不必要的安全事故，減少自然災害的發生。此外，在設計有關軟件時，亦須根據軟件的輔助功能，考慮電氣設施的實際情況，特別是主線和燈具的位置，進而更有效地完成安裝[8]。

5.3 智能應急照明系統的通信設計

作為智能應急照明系統的通信設計，需要確保相應的應急照明系統能夠在緊急情況下及時有效地傳輸相關數據。同時，結合觀測儀器，確保遇有嚴重火災時信號保持暢通，便于對受困群眾進行有效救援。此外，通信設計不僅旨在提高對其各自功能的一些設計要求，還旨在為其穩定性和安全性提供相應的標準。通信設計是實施應急照明系統的重要保證.透過照明設備的資料數據，我們可以取得更多有關樓宇的資料，并提供所需的資料支援，以便救援行動的進行。不間斷通信不僅是智能應急照明系統發展的重要功能，也是當前電氣設備建設領域急需關注的重要內容[9]。

6 結語

智能應急照明系統的設計和應用經歷了令人震驚的變化和創新。首先，新技術的應用為應急照明系統增加了大量輔助功能。其次，智能化應用程度逐步提高，給傳統照明系統帶來了新的改進和創新，提高了照明系統的安全性，減少了不必要的損失和影響。